Электроснабжение предприятий

Саранск

УДК 621.31:62-83(075.8)

ББК З2

Составители: Агеев В. А., Дронов В. О., Автаев С. Н., Душутин К. А.

Э455 Электроснабжение предприятий и электропривод (курс лекций). В 2 ч. Ч. 2. Электроснабжение предприятий: учеб. пособие / сост. В. А. Агеев, В. О. Дронов, С. Н. Автаев, К. А. Душутин. – Саранск, 2015. – 180 с.

В учебном пособии приводятся основные сведения о системах электроснабжения предприятий и электроустановках, электрических нагрузках, трансформаторных подстанциях, электрических сетях внешнего и внутреннего электроснабжения на напряжение выше 1 кВ, цеховых электрических сетях на напряжение до 1 кВ, коротких замыканиях в системах электроснабжения, компенсации реактивной мощности, релейной защите и автоматике, качестве электрической энергии, надежности электроснабжения, электробезопасности в электроустановках, организации электропотребления, управлении системами электроснабжения на предприятиях.

Учебное пособие предназначено для студентов специальности «Энергообеспечение предприятий», направлений подготовки «Теплоэнергетика и теплотехника» и «Электроэнергетика и электротехника».

УДК 621.31:62-83(075.8)

ББК З2

Учебное пособие

Составители:

АГЕЕВ Вадим Александрович

ДРОНОВ Виталий Олегович

АВТАЕВ Сергей Николаевич

ДУШУТИН Константин Александрович

ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ ПРЕДПРИЯТИЙ И ЭЛЕКТРОПРИВОД

(КУРС ЛЕКЦИЙ)

ЧАСТЬ 2

ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ ПРЕДПРИЯТИЙ

Печатается по разрешению научно-методического совета

ФГБОУ ВПО «Мордовский государственный университет имени Н. П. Огарёва»

Печатается в авторской редакции в соответствии

с представленным оригинал-макетом

Подписано в печать 00.00.00. Формат 60 × 84 1/16.

Усл. печ. л. 11,25. Тираж 100 экз. Заказ №

Типография «Рузаевский печатник»

Министерства печати и информации РМ

431460, г. Рузаевка, ул. Трынова, 67а

© Агеев В. А., Дронов В. О.,

Автаев С. Н., Душутин К. А., 2015

© Оформление, 2015

СОДЕРЖАНИЕ

1. Основные сведения о системах электроснабжения предприятий. 6

1.1. История развития электроэнергетики в России. 6

1.2. Основные понятия и определения. 8

1.3. Напряжения электрических сетей. 10

1.4. Режимы нейтралей в электрических сетях. 12

1.4.1. Режимы нейтралей в электрических сетях напряжением выше 1 кВ.. 12

1.4.2. Режимы нейтралей в электрических сетях напряжением до 1 кВ.. 13

1.5. Системы электроснабжения предприятий. 14

2. Электрические нагрузки. 17

2.1. Классификация электроприемников. 17

2.2. Режимы работы электроприемников. 18

2.3. Графики электрических нагрузок. 19

2.4. Показатели графиков нагрузок. 21

2.5. Методы определения электрических нагрузок. 25

2.5.1. Метод двучленной формулы.. 25

2.5.2. Метод упорядоченных диаграмм. 25

2.5.3. Определение электрической нагрузки по удельному потреблению энергии на единицу продукции. 28

2.5.4. Определение расчетной нагрузки от включения однофазных приемников (несимметричная нагрузка). 29

2.6. Определение расхода электроэнергии. 30

3. Трансформаторные подстанции предприятий. 32

3.1. Назначение и классификация подстанций. 32

3.2. Схемы главных понизительных подстанций предприятий. 33

3.3. Открытые распределительные устройства на подстанциях. 34

3.4. Закрытые распределительные устройства на подстанциях. 36

3.5. Распределительные пункты.. 38

3.6. Потребительские (цеховые) трансформаторные подстанции. 39

3.7. Трансформаторы подстанций. 41

3.8. Местоположение трансформаторных подстанций и распределительных пунктов 43

3.9. Коммутационные аппараты на напряжение выше 1 кВ.. 45

3.10. Коммутационные аппараты на напряжение до 1 кВ.. 47

4. Электрические сети внешнего и внутреннего электроснабжения на напряжение выше 1 кВ.. 50

4.1. Схемы внешнего электроснабжения предприятий. 50

4.2. Выбор напряжения и схем распределительных сетей промышленных предприятий 53

4.3. Конструкции электрических сетей внешнего и внутреннего электроснабжения 56

4.3.1. Воздушные линии. 56

4.3.2. Кабельные линии. 60

4.3.2. Токопроводы напряжением до 35 кВ.. 63

4.4. Выбор проводов и кабелей в сетях напряжением выше 1 кВ.. 64

5. Цеховые электрические сети на напряжение до 1 кВ.. 66

5.1. Назначение и классификация электрических сетей напряжением до 1 кВ.. 66

5.2. Схемы цеховых электрических сетей. 68

5.3. Электрические сети освещения. 70

5.4. Распределительные устройства в сетях до 1 кВ.. 71

5.5. Выбор проводов, кабелей и шин для сетей до 1 кВ по допустимому нагреву 74

6. Короткие замыкания в системах электроснабжения. 80

6.1. Понятие короткого замыкания. 80

6.2. Короткие замыкания в сетях напряжением выше 1 кВ.. 84

6.3. Короткие замыкания в сетях напряжением до 1 кВ.. 88

6.4. Электродинамическое и термическое действия токов короткого замыкания 92

6.4.1. Электродинамическое действие токов короткого замыкания. 92

6.4.2. Термическое действие токов короткого замыкания. 93

7. Компенсация реактивной мощности. 96

7.1. Понятие коэффициента мощности. 96

7.2. Методы компенсации реактивной мощности. 98

7.3. Устройства для компенсации реактивной мощности. 99

7.4. Определение компенсирующей реактивной мощности. 101

7.5. Схемы включения компенсирующих устройств. 102

8 Релейная защита и автоматика. 105

8.1. Назначение релейной защиты и автоматики. 105

8.2. Аппараты релейной защиты и автоматики. 106

8.3. Виды релейных защит и автоматики, оперативный ток. 107

8.4. Максимальная токовая защита, токовая отсечка, дифференциальная токовая защита 108

8.5. Виды устройств автоматики. 111

9. Качество электрической энергии. 113

9.1. Электромагнитная совместимость электроприемников и электрической сети 113

9.2. Показатели и нормы качества электрической энергии. 115

9.2.1. Общие положения. 115

9.2.2. Продолжительные изменения характеристик напряжения. 116

9.2.3. Случайные события. 119

9.3. Влияние качества электроэнергии на работу электроприемников. 121

9.3.1. Отклонение напряжения. 121

9.3.2. Колебание напряжения. 122

9.3.3. Несимметрия напряжения. 122

9.3.4. Несинусоидальность напряжения. 123

9.3.5. Отклонение частоты в энергосистеме. 124

9.4. Технические средства и меры повышения показателей качества электроэнергии 125

10. Надежность электроснабжения. 127

10.1 Основные определения. 127

10.2. Виды отказов. 129

10.3. Основные показатели надёжности и их расчёт. 132

10.4. Анализ надежности систем электроснабжения. 136

10.5. Влияние надёжности электроснабжения на производство. 140

10.6. Методы и средства повышения надёжности электроснабжения предприятий 141

11. Электробезопасность в электроустановках. 143

11.1. Заземление и заземляющие устройства. 143

11.1.1. Системы заземления электрических сетей. 143

11.1.2. Меры защиты от прямого и косвенного прикосновения. 147

11.1.3. Заземляющие устройства электроустановок напряжением выше 1 кВ.. 151

11.1.4. Заземляющие устройства электроустановок напряжением до 1 кВ.. 153

11.1.5. Заземлители, заземляющие и защитные проводники. 155

11.2. Перенапряжения и способы защиты от них. 157

11.3. Защита от статического электричества и электромагнитного излучения. 161

11.4. Защита подземных сооружений от блуждающих токов. 162

12. Организация электропотребления на промышленных предприятиях. 165

12.1. Учет потребления и расхода электроэнергии. 165

12.2. Электробаланс на предприятиях. 166

12.3. Мероприятия по экономии электроэнергии и организация экономичных режимов на предприятиях. 168

12.4. Регулирование режимов электропотребления. 169

12.5. Оплата электроэнергии. 170

13. Управление системой электроснабжения на предприятиях. 172

13.1. Структура и задачи службы главного энергетика. 172

13.2. Автоматизированные системы управления электроснабжением и электропотреблением. 173

13.3. Диспетчеризация в системе электроснабжения. 175

13.4. Эксплуатация и ремонт электроустановок. 177

Список использованных источников. 179